(57)【要約】【課題】  高信頼性、高耐久性、小型化、薄型化、省電力を実現することが可能な無接点スイッチおよびこれを有する電子機器を提供する。【解決手段】  筐体１の外部からの押圧力を筐体１の内部に伝達するボタン１１と、前記ボタン１１の押し込み操作に基づく応力を受けた際に発光する応力発光体１４と、前記応力発光体１４の放射する光Ｌを受光することにより電気信号を発生する受光素子１５とを用いて無接点スイッチ１０Ａを構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体の外部からの押圧力を筐体の内部に伝達するボタンと、前記ボタンの押し込み操作に基づく応力を受けた際に発光する応力発光体と、前記応力発光体の放射する光を受光することにより電気信号を発生する受光素子とを備えることを特徴とする無接点スイッチ。
【請求項２】
請求項１に記載の無接点スイッチであって、
前記応力発光体が透光性フィルムの片面に配置されており、前記透光性フィルムが前記応力発光体と前記受光素子との間に介在していることを特徴とする無接点スイッチ。
【請求項３】
請求項１に記載の無接点スイッチであって、
前記応力発光体が可撓性フィルムの片面に配置されており、前記ボタンの押し込み操作に基づく押圧力が前記可撓性フィルムにおける前記応力発光体の裏側の領域に印加されるようにとなっていることを特徴とする無接点スイッチ。
【請求項４】
請求項１に記載の無接点スイッチであって、
前記応力発光体は、固体媒質中に応力発光材料を分散してなるものであることを特徴とする無接点スイッチ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の無接点スイッチであって、
前記ボタンが可撓性シート上に支持されており、前記可撓性シートの前記ボタンとは反対側の裏面には前記応力発光体に押圧力を伝達する突起が突設されていることを特徴とする無接点スイッチ。
【請求項６】
請求項５に記載の無接点スイッチであって、
前記可撓性シートがバネ性を有し、前記ボタンの押し込み操作に対して前記ボタンの位置を復帰させる反力を付与することを特徴とする無接点スイッチ。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれかに記載の無接点スイッチであって、
前記ボタンと前記応力発光体との間に、バネ性を有するメタルドームまたはクリックシートが配置されていることを特徴とする無接点スイッチ。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の無接点スイッチであって、
前記ボタンの押し込み操作により、前記ボタンが前記応力発光体を直接押すか、または前記ボタンと前記応力発光体との間に介在する部材が前記ボタンの変位に連動して変位して前記応力発光体に押圧力を伝達することによって、前記応力発光体が応力を受けるようになっていることを特徴とする無接点スイッチ。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれかに記載の無接点スイッチであって、
前記応力発光体がフィルムの所定の領域に配置されており、
前記ボタンの押し込み操作により、前記ボタンが前記フィルムの所定の領域を直接押すか、または前記ボタンと前記応力発光体との間に介在する部材が前記ボタンの変位に連動して変位して前記フィルムの所定の領域に押圧力を伝達することによって、前記フィルムが変形し、この前記フィルムの変形によって前記応力発光体が応力を受けるようになっていることを特徴とする無接点スイッチ。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の無接点スイッチであって、
前記受光素子が半導体素子であることを特徴とする無接点スイッチ。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の無接点スイッチであって、
前記受光素子がフォトダイオードであることを特徴とする無接点スイッチ。
【請求項１２】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の無接点スイッチであって、
前記受光素子がフォトトランジスタであることを特徴とする無接点スイッチ。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかに記載の無接点スイッチであって、
前記受光素子が表面実装型の部品であることを特徴とする無接点スイッチ。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれかに記載の無接点スイッチを有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家電製品や携帯機器、電子計算機などの入力装置として用いられるスイッチであって、特に電気接続を開閉する接点を持たない無接点スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在使用されているスイッチの多くは、接点を持つ有接点スイッチである。従来の有接点スイッチとしては、携帯機器（携帯電話やデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等）や家電機器類等に多用されているメンブレンスイッチやメタルドーム等がある。
メンブレンスイッチは、可撓性フィルム上に形成した電極を２個向かい合わせ、電極（接点）近傍に開口を持つスペーサにより対向する電極を分離し、ボタンを押した時にフィルムが撓んで電極が接触し、押圧力を解放したときには可撓性フィルムの弾性により電極が再び分離するスイッチである（例えば特許文献１，２参照）。
メタルドームは、金属製（導電体製）のクリック素子であり、クリック感（スイッチを押した感触を使用者に伝える）の実現とともに、多くの場合は電気接点も兼ねる（例えば特許文献３，４参照）。
また、プラスチックフィルム等の１箇所もしくは複数箇所をエンボス加工してクリック素子としたクリックシートを用いても良く、電気的接触（スイッチの機構）のためのメンブレンスイッチと、クリック感の実現のためのメタルドームまたはクリックシートとを組み合わせたスイッチも知られている（例えば特許文献５参照）。
【０００３】
図７（ａ），（ｂ）は、従来の有接点スイッチの第１の例を示す。この有接点スイッチ２０Ａは、筐体１に形成された穴２に挿入されたボタン２１と、ボタン２１の下端部の突起２１ａに当接するメタルドームまたはクリックシート２２と、２枚の可撓性フィルム２４ａ，２４ｂ上にそれぞれ形成した電極２５ａ，２５ｂをスペーサ２６で分離してなるメンブレンスイッチ２３とから構成されている。本例の有接点スイッチ２０Ａでは、電気的接点はメンブレンスイッチ２３が担い、ボタン２１の持ち上げおよびクリック感はメタルドームまたはクリックシート２２により実現される。
【０００４】
図８（ａ），（ｂ）は、従来の有接点スイッチの第２の例を示す。この有接点スイッチ２０Ｂは、筐体１に形成された穴２に挿入されたボタン２１と、ボタン２１を支持する可撓性シート３と、可撓性シート３の下面に形成された突起３ａに当接するメタルドームまたはクリックシート２２と、２枚の可撓性フィルム２４ａ，２４ｂ上にそれぞれ形成した電極２５ａ，２５ｂをスペーサ２６で分離してなるメンブレンスイッチ２３とから構成されている。例２の有接点スイッチ２０Ｂでは、電気的接点はメンブレンスイッチ２３が担い、クリック感はメタルドームまたはクリックシート２２により実現される。
【０００５】
図９（ａ），（ｂ）は、従来の有接点スイッチの第３の例を示す。この有接点スイッチ２０Ｃは、筐体１に形成された穴２に挿入されたボタン２１と、ボタン２１を支持する可撓性シート３と、２枚の可撓性フィルム２４ａ，２４ｂ上にそれぞれ形成した電極２５ａ，２５ｂをスペーサ２６で分離してなるメンブレンスイッチ２３とから構成されている。例３の有接点スイッチ２０Ｃでは、電気的接点はメンブレンスイッチ２３が担い、ボタン２１の持ち上げは可撓性シート３により行われる。メタルドームまたはクリックシート２２がないためクリック感は乏しいが、構成を簡単にすることができる。
【０００６】
図１０（ａ），（ｂ）は、従来の有接点スイッチの第４の例を示す。この有接点スイッチ２０Ｄは、筐体１に形成された穴２に挿入されたボタン２１と、ボタン２１の下端部の突起２１ａに当接するメタルドーム２２と、基板４上に形成した電極２５ａ，２５ｂとから構成されている。メタルドーム２２は導電性（通常は金属製）を示し、メタルドーム２２の外周部は一方の電極２５ａ上に接触して固定されている。ボタン２１を押すと、メタルドーム２２の中央部が変形し、その下方の電極２５ｂに接触することで導通する。
【０００７】
図１１（ａ），（ｂ）は、従来の有接点スイッチの第５の例を示す。この有接点スイッチ２０Ｅは、筐体１に形成された穴２に挿入されたボタン２１と、ボタン２１を支持する可撓性シート３と、可撓性シート３の下面に形成された突起３ａに当接するメタルドーム２２と、基板４上に形成した電極２５ａ，２５ｂとから構成されている。ボタン２１は可撓性シート３上に固定され、筐体１の穴２の中で上下方向のストロークのみ可能となっている。
【０００８】
接点を持たない無接点スイッチとしては、光学式の無接点スイッチ（例えば特許文献６〜１１参照）、電磁誘導式・電磁結合式の無接点スイッチ（例えば特許文献１２〜１５参照）、磁石や磁性体の動きを磁気素子で検出する方式の無接点スイッチ（例えば特許文献１６〜２４参照）、ピエゾ抵抗で歪みを検出する方式の無接点スイッチ（例えば特許文献２５，２６参照）、静電容量式の無接点スイッチ（例えば特許文献２７，２８参照）が挙げられる。
【特許文献１】特開平０５−２３４４５９号公報
【特許文献２】特開平０６−１０３８５１号公報
【特許文献３】特開２００２−２１６５８１号公報
【特許文献４】特開２００２−２９００００号公報
【特許文献５】特開２００１−０２８２２０号公報
【特許文献６】特開平０５−０５４７６１号公報
【特許文献７】特開平０７−０６５６７４号公報
【特許文献８】特開平０７−２２０５６１号公報
【特許文献９】特開平０７−２２０５９２号公報
【特許文献１０】特開平０８−２７３４９２号公報
【特許文献１１】特開平１１−０２５８２０号公報
【特許文献１２】実開平０５−０１７７３１号公報
【特許文献１３】実開平０５−０３４６１９号公報
【特許文献１４】特開平０６−１０３８６８号公報
【特許文献１５】特開平１１−０５４３４８号公報
【特許文献１６】特開平１０−１３４６８２号公報
【特許文献１７】特開平１１−１０８６８９号公報
【特許文献１８】特開２０００−００３６５１号公報
【特許文献１９】特開２０００−１６１４７５号公報
【特許文献２０】特開２００１−３５１４８８号公報
【特許文献２１】特開２００４−１４６２８５号公報
【特許文献２２】特開２００４−１８４０９０号公報
【特許文献２３】特開２００４−１９８１８６号公報
【特許文献２４】特開２００４−２１９１９１号公報
【特許文献２５】特開平０５−１２２０４６号公報
【特許文献２６】特開２００４−０１４４５１号公報
【特許文献２７】特開平１１−００９４３０号公報
【特許文献２８】特開２００４−２２７７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
（Ａ）有接点スイッチは、接点自体が機械的に変位して電気的接触および切断を行う。このため、接点の摩耗や汚れ（特に接点を構成する導体やその酸化物の粉末）の付着が接触不良や短絡（ショート）の原因となりやすく、高繰り返し特性を持つスイッチの実現が難しかった。
【００１０】
（Ｂ）光学式の無接点スイッチは、発光素子、受光素子、光路変換素子（遮蔽板や鏡）が必要となり、部品点数が多く、しかもまた、ビーム径以上の距離にわたって光路変換を行う必要があるので、光路変換素子を十分なストローク長にわたって動かす空間が必要である。このため、小型化や薄型化が難しい。また、光路変換素子が鏡である場合には、鏡の角度を変えることによっても光路を変換することができるが、この場合ビーム径以上の大きさの角度を充分な角度回さなければならないので、やはり小型化や薄型化が難しい。さらに、発光したビームを受光素子で効率よく受光するためには、多くの場合、発光素子と受光素子との間にビームを平行化するコリメートレンズを配置する必要がある。このため、実装に必要な体積が増大し、小型化や薄型化が一層困難となる。
【００１１】
（Ｃ）電磁誘導式・電磁結合式の無接点スイッチの場合、誘導電流の検出が可能な感度を持った電磁コイルと、磁性体のストローク量／ストローク速度が必要である（ゆっくり動かした場合には検出されにくい）。いずれも小型化や薄型化が困難である。また、電磁コイルの感度を良くするためには、磁性体のコア（芯）を入れたり、電磁コイルの巻き数を増やすのが有効であるが、これらはスイッチの大型化を招く。さらに、携帯機器や家電製品の入力装置としてのスイッチでは、ストローク量は０．２ｍｍ〜数ｍｍ程度が適切であり、この程度のストローク量の磁性体の変位を電磁誘導方式で検出するためには、磁性体を大きくしたり、電磁コイルの感度を上げたりする必要があるが、いずれの場合でも、スイッチの小型化や薄型化には不利である。
【００１２】
（Ｄ）磁石や磁性体の動きを磁気素子で検出する方式の無接点スイッチでは、磁石または磁性体（鉄や鉄合金など、金属である場合が多い。）の変位を電磁コイルで検出するものであるが、スイッチの小型化や薄型化には、磁石または磁性体の変位（ストローク量）を小さくする必要がある。しかし小さな変位を充分な分解能で検出するためには、電磁コイルの巻き数を増やす必要があり、電磁コイルの大型化を招く。このため、この方式のスイッチは、小型化や薄型化が難しい。
【００１３】
（Ｅ）ピエゾ抵抗で歪みを検出する方式の無接点スイッチは、ピエゾ抵抗効果（応力あるいは歪みを受けた物質の電気抵抗が変化する効果）を利用したものであるが、ピエゾ抵抗効果を有する物質の電気抵抗の変化を測定するためには、常に通電しておくことが必要である。このため、抵抗値を大きくした場合や電流を少なく抑えた場合でも、常に電力を消費することになり、携帯機機等で重要となる省電力が困難である。
【００１４】
（Ｆ）静電容量式の無接点スイッチは、導電体の接近により電極や電気回路配線の寄生容量が変化する現象を利用するものであるが、静電容量の変化を測定するためには、定期的に微小容量の充放電を繰り返す必要があるため、省電力が難しい。
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高信頼性、高耐久性、小型化、薄型化、省電力を実現することが可能な無接点スイッチおよびこれを有する電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するため、本発明の請求項１の無接点スイッチは、筐体の外部からの押圧力を筐体の内部に伝達するボタンと、前記ボタンの押し込み操作に基づく応力を受けた際に発光する応力発光体と、前記応力発光体の放射する光を受光することにより電気信号を発生する受光素子とを備えることを特徴とする。
請求項２の無接点スイッチは、請求項１に記載の無接点スイッチであって、前記応力発光体が透光性フィルムの片面に配置されており、前記透光性フィルムが前記応力発光体と前記受光素子との間に介在していることを特徴とする。
請求項３の無接点スイッチは、請求項１に記載の無接点スイッチであって、前記応力発光体が可撓性フィルムの片面に配置されており、前記ボタンの押し込み操作に基づく押圧力が前記可撓性フィルムにおける前記応力発光体の裏側の領域に印加されるようにとなっていることを特徴とする。
請求項４の無接点スイッチは、請求項１に記載の無接点スイッチであって、前記応力発光体は、固体媒質中に応力発光材料を分散してなるものであることを特徴とする。
【００１７】
請求項５の無接点スイッチは、請求項１ないし４のいずれかに記載の無接点スイッチであって、前記ボタンが可撓性シート上に支持されており、前記可撓性シートの前記ボタンとは反対側の裏面には前記応力発光体に押圧力を伝達する突起が突設されていることを特徴とする。
請求項６の無接点スイッチは、請求項５に記載の無接点スイッチであって、前記可撓性シートがバネ性を有し、前記ボタンの押し込み操作に対して前記ボタンの位置を復帰させる反力を付与することを特徴とする。
請求項７の無接点スイッチは、請求項１ないし５のいずれかに記載の無接点スイッチであって、前記ボタンと前記応力発光体との間に、バネ性を有するメタルドームまたはクリックシートが配置されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項８の無接点スイッチは、請求項１ないし７のいずれかに記載の無接点スイッチであって、前記ボタンの押し込み操作により、前記ボタンが前記応力発光体を直接押すか、または前記ボタンと前記応力発光体との間に介在する部材が前記ボタンの変位に連動して変位して前記応力発光体に押圧力を伝達することによって、前記応力発光体が応力を受けるようになっていることを特徴とする。
請求項９の無接点スイッチは、請求項１ないし７のいずれかに記載の無接点スイッチであって、前記応力発光体がフィルムの所定の領域に配置されており、前記ボタンの押し込み操作により、前記ボタンが前記フィルムの所定の領域を直接押すか、または前記ボタンと前記応力発光体との間に介在する部材が前記ボタンの変位に連動して変位して前記フィルムの所定の領域に押圧力を伝達することによって、前記フィルムが変形し、この前記フィルムの変形によって前記応力発光体が応力を受けるようになっていることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０の無接点スイッチは、請求項１ないし９のいずれかに記載の無接点スイッチであって、前記受光素子が半導体素子であることを特徴とする。
請求項１１の無接点スイッチは、請求項１ないし１０のいずれかに記載の無接点スイッチであって、前記受光素子がフォトダイオードであることを特徴とする。
請求項１２の無接点スイッチは、請求項１ないし１０のいずれかに記載の無接点スイッチであって、前記受光素子がフォトトランジスタであることを特徴とする。
請求項１３の無接点スイッチは、請求項１ないし１２のいずれかに記載の無接点スイッチであって、前記受光素子が表面実装型の部品であることを特徴とする。
請求項１４の電子機器は、請求項１ないし１３のいずれかに記載の無接点スイッチを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、接点を持たない無接点スイッチを少ない部品点数で構成することができるので、信頼性や耐久性が高く、小型化、薄型化、軽量化が容易であり、低消費電力の無接点スイッチを実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、最良の形態に基づき、本発明を説明する。
本発明の無接点スイッチは、応力を受けた際に（無給電で）可視光などの光（電磁波）を放射する応力発光体と、この応力発光体の放射した光を受光して電気信号に変換する受光素子（光電変換素子）とを組み合わせて構成される。すなわち、ボタン（操作部）の操作により応力発光体に応力が印加されたとき、応力発光体が発光し、この光を受光素子で検出することによりスイッチング機能を実現する。
【００２２】
前記ボタンの操作によって前記応力発光体に応力を発生させる機構としては、以下、図１〜図５を参照して詳しく説明するが、図１〜図５に示す構成は例示に過ぎず、特に本発明を限定するものではない。前記機構としては、例えば、ボタンが応力発光体を直接押すようにしてもよく、または、ボタンと応力発光体との間に介在する部材（例えば後述の可撓性シート３やメタルドームまたはクリックシート１２など）がボタンの変位に連動して変位することによってボタンへの押圧力を応力発光体に伝達するように構成してもよい。
また、応力発光体をフィルム（例えば図１〜図３に示す透光性フィルム１３や図４に示す可撓性フィルム１７など）の所定の領域に配置し、ボタンの押し込み操作により、ボタンが前記フィルムの所定の領域（すなわち、応力発光体が配置された領域）を直接押すか、または前記ボタンと前記応力発光体との間に介在する部材が前記ボタンの変位に連動して変位して前記フィルムの所定の領域に押圧力を伝達することによって、前記フィルムが変形し、この前記フィルムの変形によって前記応力発光体が応力を受けるように構成することもできる。ここで、応力発光体をフィルムの所定の領域に配置する態様としては、例えば、応力発光体をフィルムの片面に配置するのでもよいし、応力発光体をフィルムの両面に配置するのでもよいし、２枚以上のフィルムを積層して応力発光体をフィルム間に封入するのでもよい。
【００２３】
応力発光体としては、ＺｎＳ（閃亜鉛鉱、ジンクブレンド）などが古くから知られているが、発光効率が高いものとしては、特許第３１３６３３８号公報や特許第３１３６３４０号公報などに記載された種々の無機材料が知られている。具体的には、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、ＨｆＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、Ｔｉ２Ｏ３、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＣａＡｌ２Ｏ４、ＳｒＡｌ２Ｏ４、Ａｌ２Ｏ３、ＳｒＭｇＡｌ１０Ｏ１７などの金属酸化物または複合酸化物の母体結晶中に、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙなどの希土類金属イオンまたはＶ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗなどの遷移金属イオンが発光中心イオンとして添加された無機材料であって、機械的な外力を加えて生じる弾性変形により可逆的に発光する発光材料を挙げることができる。このような発光材料は、応力を加えて弾性変形すると（駆動電力等を利用することなく）光を放射するとともに、応力を解放して形状が元に戻ると発光が停止する性質を備える。また、この種の応力発光材料として、緑色付近の可視光を高輝度（例えば約１０ｃｄ／ｍ２）で発光することができ、ゴムや樹脂にも混合が可能な粉体（中心粒径５〜１０μｍ）が大光炉材株式会社から供給されている（組成名：ＴＡＩＫＯ−ＭＬ−１）ので、これを用いてもよい。
本発明において応力発光体は、上述の発光材料を所定の形状（例えば板状や膜状）に成形あるいは加工したものでもよいし、発光材料を媒質中に分散したものなどでもよい。とりわけ、発光材料をゴムや樹脂等の固体媒質に分散して固化したものであれば、発光材料の使用量を少なくできる上、応力発光体を所望の形状に成形したり、応力発光体を無接点スイッチ内の所望の位置に配置したりすることが容易になるので、好ましい。
【００２４】
受光素子（光電変換素子）としては、現在種々のものが用いられているが、構成が簡単で安価であること、小型で基板に実装しやすいこと等を勘案すると、半導体受光素子が好ましい。半導体受光素子としては、フォトトランジスタやフォトダイオードを挙げることができる。
フォトトランジスタは、受光により内部抵抗が大幅に減少する素子であり、理想的には、受光していない場合に無限大の内部抵抗があり、受光すると受光量に応じて内部抵抗が現象するように作動する。受光素子としてフォトトランジスタを用いた場合、受光したときに、例えばＣ−Ｅ電極間、あるいはソース−ドレイン間の電気抵抗値が低下することにより、受光を検出することができる。フォトトランジスタに電圧を印加しておいても、受光していない限りは内部抵抗が充分に大きく、消費電力が充分に小さいため、受光の有無を用いてスイッチングする素子として用いた場合、小さな消費電力で働くスイッチング素子であると言える。
また、フォトダイオードは、受光により光起電力を発生する素子である。受光素子としてフォトダイオードを用いた場合、受光したときに、電極に起電力が発生することにより、受光を検出することができる。よって、受光素子としてフォトダイオードを用い、受光した際の起電力をモニタすることにより、待ち受け時の消費電力が充分小さいスイッチング回路を構成することが可能となる。
すなわち、応力発光体（応力を印加されたときに無給電で発光する。）を発光体として用い、半導体受光素子（フォトトランジスタやフォトダイオードなど）を受光素子として用い、これらの素子を組み合わせて構成した無接点スイッチは、原理上、待ち受け時の電力（待機電力）の省電力化が図れるものということができる。
【００２５】
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の無接点スイッチの第１の形態例を示す。この無接点スイッチ１０Ａは、筐体１に形成された穴２に挿入されたボタン１１（キースイッチ）と、ボタン１１の下端部の突起１１ａに当接するメタルドームまたはクリックシート１２と、透光性フィルム１３の片面に配置された応力発光体１４と、基板４上に実装された受光素子１５と、受光素子１５が収容される貫通穴１６ａが設けられたスペーサ１６とから構成されている。
透光性フィルム１３とスペーサ１６と基板４は、応力発光体１４と貫通穴１６ａと受光素子１５とが上下方向に重なり合う位置に配置されるように積層されている。スペーサ１６は、透光性フィルム１３と基板４との間に介在することにより、両者の間に受光素子１５を実装する高さ（空間）を確保する。
応力発光体１４は透光性フィルム１３の上面に配置されており、応力発光体１４と受光素子１５との間に介在するものは、透光性フィルム１３および貫通穴１６ａ内の空気だけであるので、応力発光体１４が光Ｌを放射したときに、その光Ｌが受光素子１５に到達するようになっている。
【００２６】
ボタン１１は、無接点スイッチを筐体１の外側から操作するための操作部である。本形態例のボタン１１は、筐体１の内外方向（図面の上下方向）に直線的に変位するように設けられた押ボタンであるが、本発明の無接点スイッチでは、ボタンを操作したときに応力発光体に応力が印加されるように構成されている限り、ボタンの構成は特に限定されない。
メタルドームまたはクリックシート１２は、金属やプラスチック等のバネ弾性を有する素材をドーム状に形成したものであって、クリック感を実現するとともに、ボタン１１を押し戻すバネとしても機能する。
透光性フィルム１３は、例えばプラスチック等から形成されるフィルムであり、応力発光体１４が発光する光の少なくとも一部を透過する必要がある。透光性フィルム１３は、可撓性を有する可撓性フィルムでもよいし、可撓性の乏しい、硬いフィルムであってもよい。応力発光体１４を透光性フィルム１３上に配置する方法としては、発光材料を樹脂やゴム等からなるバインダー等と混合し、あるいは液体中に分散し、塗布や印刷などによって透光性フィルム１３上に膜を形成する方法が挙げられる。望ましくは、必要に応じて膜形成の後に乾燥（溶媒の除去等のため）や定温放置、加熱、焼成等を行うことが好ましい。
【００２７】
図１（ｂ）に示すように、ボタン１１を押すと、メタルドームまたはクリックシート１２がボタン１１の下端部の突起１１ａに押されることにより、メタルドームまたはクリックシート１２の中央部が変形して応力発光体１４に接触し、応力発光体１４に押圧力を付与する。このとき、応力発光体１４は押圧力に基づく応力により光Ｌを放射し、この光Ｌは透光性フィルム１３を通して受光素子１５に入射する。受光素子１５は、光Ｌの入射を受けて電気信号を出力する。また、ボタン１１に対する外力を解放すると、メタルドームまたはクリックシート１２の弾性により、図１（ａ）に示すようにボタン１１の位置が元に戻り、応力発光体１４の発光および受光素子１５の信号出力が停止する。
【００２８】
なお、メタルドームまたはクリックシート１２を用いた場合、指等でボタン１１をゆっくりと押した場合でも、メタルドームまたはクリックシート１２がクリック動作をする際に、応力発光体１４を叩く（短時間に集中した応力、一定以上に高速な変形を与える）ことができる。このため、ボタン１１をゆっくりと押した場合にも、応力発光体１４を一定以上の輝度で光らせることができ、受光が確実であり、受光感度の低い受光素子１５を使うことができ、応力発光体１４の使用量を少なくすることができるなどの特徴を持つ。
【００２９】
図２（ａ），（ｂ）は、本発明の無接点スイッチの第２の形態例を示す。この無接点スイッチ１０Ｂは、筐体１に形成された穴２に挿入されたボタン１１（キースイッチ）と、ボタン１１を支持する可撓性シート３と、可撓性シート３の下面に形成された突起３ａに当接するメタルドームまたはクリックシート１２と、透光性フィルム１３の片面に配置された応力発光体１４と、基板４上に実装された受光素子１５と、受光素子１５が収容される貫通穴１６ａが設けられたスペーサ１６とから構成されている。
ボタン１１は可撓性シート３（フレキシブルシート）の上面に固定されており、可撓性シート３の下面には、ボタン１１の裏側の位置に突起３ａが形成されている。透光性フィルム１３とスペーサ１６と基板４は、応力発光体１４と貫通穴１６ａと受光素子１５とが上下方向に重なり合う位置に配置されるように積層されている。スペーサ１６は、透光性フィルム１３と基板４との間に介在することにより、両者の間に受光素子１５を実装する高さ（空間）を確保する。
応力発光体１４は透光性フィルム１３の上面に配置されており、応力発光体１４と受光素子１５との間に介在するものは、透光性フィルム１３および貫通穴１６ａ内の空気だけであるので、応力発光体１４が光Ｌを放射したときに、その光Ｌが受光素子１５に到達するようになっている。
【００３０】
可撓性シート３としては、例えばゴムやプラスチック等から形成したものを用いることができる。図２ではボタン１１は可撓性シート３と別体に形成され、接着剤やインモールド成形等により可撓性シート３と一体化したものであるが、特にこれに限るものではなく、可撓性シート３とボタン１１とを同一の材質により一体に成形することもできる。
本形態例では、ボタン１１の押し下げは可撓性シート３の変形を伴うため、ボタン１１は可撓性シート３の面に沿う方向よりも面に垂直な方向に動きやすくなる。よって、不必要なボタン１１の動作（曲がった向きに押し込まれることなど）を最小限に抑制することができ、スイッチ機構の耐久性向上に寄与する。
【００３１】
第２形態例の無接点スイッチ１０Ｂにおけるボタン１１の押下運動から、応力発光体１４の発光を経て、受光素子１５による電気信号出力に至るまでの流れは、可撓性シート３の突起３ａがメタルドームまたはクリックシート１２を変形させることのほかは、第１形態例の無接点スイッチ１０Ａの場合と同様である。また、クリック感を実現する部材としてメタルドームまたはクリックシート１２を用いる利点も、第１形態例の無接点スイッチ１０Ａの場合と同様である。第２の形態例の無接点スイッチ１０Ｂの場合、ボタン１１に対するバネ性はメタルドームまたはクリックシート１２によって実現されるので、可撓性シート３としては弾性が弱いものを用いても構わない。
【００３２】
図３（ａ），（ｂ）は、本発明の無接点スイッチの第３の形態例を示す。この無接点スイッチ１０Ｃは、筐体１に形成された穴２に挿入されたボタン１１（キースイッチ）と、ボタン１１を支持する可撓性シート３と、透光性フィルム１３の片面に配置された応力発光体１４と、基板４上に実装された受光素子１５と、受光素子１５が収容される貫通穴１６ａが設けられたスペーサ１６とから構成されている。
ボタン１１は可撓性シート３（フレキシブルシート）の上面に固定されており、可撓性シート３の下面には、ボタン１１の裏側の位置に突起３ａが形成されている。応力発光体１４は、可撓性シート３の突起３ａの下方に配置されている。
【００３３】
透光性フィルム１３とスペーサ１６と基板４は、応力発光体１４と貫通穴１６ａと受光素子１５とが上下方向に重なり合うように積層されている。スペーサ１６は、透光性フィルム１３と基板４との間に介在することにより、両者の間に受光素子１５を実装する高さ（空間）を確保する。
応力発光体１４は透光性フィルム１３の上面に配置されており、応力発光体１４と受光素子１５との間に介在するものは、透光性フィルム１３および貫通穴１６ａ内の空気だけであるので、応力発光体１４が光Ｌを放射したときに、その光Ｌが受光素子１５に到達するようになっている。
【００３４】
第３の形態例の無接点スイッチ１０Ｃでは、図３（ｂ）に示すように、ボタン１１を押し下げると、ボタン１１の変位に連動して可撓性シート３が変形し、可撓性シート３の下面の突起３ａが応力発光体１４に接触して、応力発光体１４に押圧力を付与する。このとき、応力発光体１４は押圧力に基づく応力により光Ｌを放射し、この光Ｌは透光性フィルム１３を通して受光素子１５に入射する。受光素子１５は、光Ｌの入射を受けて電気信号を出力する。また、ボタン１１に対する外力を解放すると、可撓性シート３の弾性により、図３（ａ）に示すようにボタン１１の位置が元に戻り、応力発光体１４の発光および受光素子１５の信号出力が停止する。本形態例の場合、メタルドームまたはクリックシート１２を省略することにより、構成を簡単にすることができる。
【００３５】
図４（ａ），（ｂ）は、本発明の無接点スイッチの第４の形態例を示す。この無接点スイッチ１０Ｄは、筐体１に形成された穴２に挿入されたボタン１１（キースイッチ）と、ボタン１１を支持する可撓性シート３と、可撓性フィルム１７の片面に配置された応力発光体１４と、基板４上に実装された受光素子１５と、受光素子１５が収容される貫通穴１６ａが設けられたスペーサ１６とから構成されている。
ボタン１１は可撓性シート３（フレキシブルシート）の上面に固定されており、可撓性シート３の下面には、ボタン１１の裏側の位置に突起３ａが形成されている。
【００３６】
可撓性フィルム１７とスペーサ１６と基板４は、応力発光体１４と貫通穴１６ａと受光素子１５とが上下方向に重なり合うように積層されている。スペーサ１６は、可撓性フィルム１７と基板４との間に介在することにより、両者の間に受光素子１５を実装する高さ（空間）を確保する。
応力発光体１４は可撓性フィルム１７の下面に配置されており、応力発光体１４と受光素子１５との間に介在するものは、貫通穴１６ａ内の空気だけであるので、応力発光体１４が光Ｌを放射したときに、その光Ｌが受光素子１５に到達するようになっている。可撓性フィルム１７は、例えばプラスチックやゴム等からなるフィルムであって、透光性フィルムであっても不透明フィルムであってもよい。
応力発光体１４を可撓性フィルム１７上に配置する方法としては、発光材料を樹脂やゴム等からなるバインダー等と混合し、あるいは液体中に分散し、塗布や印刷などによって可撓性フィルム１７上に膜を形成する方法が挙げられる。望ましくは、必要に応じて膜形成の後に乾燥（溶媒の除去等のため）や定温放置、加熱、焼成等を行うことが好ましい。
本形態例の場合、応力発光体１４の面積は貫通穴１６ａの断面積よりも広くなっており、応力発光体１４がスペーサ１６に当接しないように、貫通穴１６ａの上側の周縁に凹所１６ｂが形成されている。
【００３７】
第４の形態例の無接点スイッチ１０Ｄでは、図４（ｂ）に示すように、ボタン１１を押し下げると、ボタン１１の変位に連動して可撓性シート３が変形し、可撓性シート３の下面の突起３ａが応力発光体１４の裏側の領域１７ａに接触するようになっている。このときボタン１１の押し下げによる押圧力は可撓性シート３を介して応力発光体１４に伝達され、応力発光体１４に押圧力を付与する。このとき、応力発光体１４は押圧力に基づく応力により光Ｌを放射し、この光Ｌは貫通穴１６ａ内を通って受光素子１５に入射する。受光素子１５は、光Ｌの入射を受けて電気信号を出力する。また、ボタン１１に対する外力を解放すると、可撓性シート３の弾性により、図４（ａ）に示すようにボタン１１の位置が元に戻り、応力発光体１４の発光および受光素子１５の信号出力が停止する。本形態例の場合、メタルドームまたはクリックシート１２を省略することにより、構成を簡単にすることができる。
【００３８】
図５（ａ），（ｂ）は、本発明の無接点スイッチの第５の形態例を示す。この無接点スイッチ１０Ｅは、筐体１に形成された穴２に挿入されたボタン１１（キースイッチ）と、ボタン１１を支持する可撓性シート３と、発光材料を固体媒質中に分散して固化してなる応力発光体１４と、基板４上に実装された受光素子１５と、受光素子１５が収容される貫通穴１６ａが設けられたスペーサ１６とから構成されている。
ボタン１１は可撓性シート３（フレキシブルシート）の上面に固定されており、可撓性シート３の下面には、ボタン１１の裏側の位置に突起３ａが形成されている。
【００３９】
スペーサ１６は貫通穴１６ａの上側の周縁に凹所１６ｂが形成されており、応力発光体１４は、接着剤等を用いて凹所１６ｂに固定されている。応力発光体１４の面積は貫通穴１６ａの断面積よりも広くなっており、応力発光体１４が凹所１６ｂから下に落ちることはない。本形態例において、発光材料の分散に用いられる固体媒質としては、例えば樹脂やゴム等を用いることができる。
【００４０】
第５の形態例の無接点スイッチ１０Ｅでは、図５（ｂ）に示すように、ボタン１１を押し下げると、ボタン１１の変位に連動して可撓性シート３が変形し、可撓性シート３の下面の突起３ａが応力発光体１４に接触し、応力発光体１４に押圧力を付与するようになっている。このとき、応力発光体１４は押圧力に基づく応力により光Ｌを放射し、この光Ｌは貫通穴１６ａ内を通って受光素子１５に入射する。受光素子１５は、光Ｌの入射を受けて電気信号を出力する。また、ボタン１１に対する外力を解放すると、可撓性シート３の弾性により、図５（ａ）に示すようにボタン１１の位置が元に戻り、応力発光体１４の発光および受光素子１５の信号出力が停止する。本形態例の場合、メタルドームまたはクリックシート１２やフィルム１３，１７を省略することにより、構成を簡単にすることができる。
【００４１】
なお、発光材料を固体媒質中に分散して固化してなる応力発光体１４を用いた構成において、図２に示す構成のように、応力発光体１４と可撓性シート３との間にメタルドームまたはクリックシート１２を介在させることもできる。また、図１に示す構成のように、可撓性シート３を省略し、メタルドームまたはクリックシート１２によってボタン１１を支持する構成を採用することもできる。また、クリック感を実現する部材としてメタルドームまたはクリックシート１２を用いた場合、その利点は、図１，図２に示す無接点スイッチ１０Ａ，１０Ｂの場合と同様である。
【００４２】
本発明の電子機器は、本発明の無接点スイッチを１個以上有する電子機器である。本発明の電子機器において、本発明の無接点スイッチは、例えば家電製品や携帯機器（携帯電話やデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等）、電子計算機などの入力装置として用いることができる。
一例として、本発明の携帯電話における無接点スイッチの構成例を図６に示す。図６は、携帯電話の表側（ボタン１１側）の筐体１から、受光素子１５を実装したプリント回路基板４までの構成を示す。携帯電話の裏側の筐体、プリント回路基板４上の受光素子１５以外の実装部品や配線などは図示を省略している。
図６に示す構成例では、図２の無接点スイッチ１０Ｂを適用した場合を例示したが、他の構成の無接点スイッチを適用してもよいことは言うまでもない。
また、図６に示す方向キー１１Ａのように、１個のボタン１１が、２個以上の応力発光体１４，１４，…と対応付けられており、ボタン１１の押圧した位置により、応力が１個または２個以上の応力発光体１４に印加されるように構成してもよい。この場合、受光素子はそれぞれの応力発光体１４，１４，…の発光を区別して検出できるものであればよいが、本例では、応力発光体１４と受光素子１５が１個ずつで組になるように設けられている。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、例えば、家電製品や携帯機器、電子計算機などの入力装置の他、各種装置におけるスイッチとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１形態例に係る無接点スイッチを示す図である。
【図２】本発明の第２形態例に係る無接点スイッチを示す図である。
【図３】本発明の第３形態例に係る無接点スイッチを示す図である。
【図４】本発明の第４形態例に係る無接点スイッチを示す図である。
【図５】本発明の第５形態例に係る無接点スイッチを示す図である。
【図６】本発明の電子機器の一例の概略構成を示す分解斜視図である。
【図７】有接点スイッチの第１の例を示す図である。
【図８】有接点スイッチの第２の例を示す図である。
【図９】有接点スイッチの第２の例を示す図である。
【図１０】有接点スイッチの第４の例を示す図である。
【図１１】有接点スイッチの第５の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ｌ…光、１…筐体、３…可撓性シート、３ａ…突起、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ…無接点スイッチ、１１…ボタン、１２…メタルドームまたはクリックシート、１３…透光性フィルム、１４…応力発光体、１５…受光素子、１７…可撓性フィルム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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